Jagten er i gang efter de nærmeste jordlignende planeter

NASA's nye Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) er designet til at pirre ud beboelige exoplaneter, men med hundredtusindvis af sollignende og mindre stjerner i kameravisningerne, hvilken af ​​disse stjerner kunne være vært for planeter som vores egen?

TESS vil observere 400, 000 stjerner på tværs af hele himlen for at få et glimt af en planet, der passerer over stjernens ansigt, en af ​​de primære metoder, hvormed exoplaneter identificeres.

Et hold af astronomer fra Cornell, Lehigh og Vanderbilt universiteterne har identificeret de mest lovende mål for denne søgning i det nye "TESS Habitable Zone Star Catalogue, " offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve . Hovedforfatter er Lisa Kaltenegger, professor i astronomi og direktør for Cornells Carl Sagan Institute og medlem af TESS videnskabsteam.

Dette nye katalog stammer fra et oprindeligt udviklet på Vanderbilt, der indeholder hundredvis af millioner af stjerner. Ved at bruge data fra en række kilder, herunder Vanderbilts KELT-teleskop og stjerne-"flimmer"-analysemetoden, som blev banebrydende ved Vanderbilt, Stevenson professor i fysik og astronomi Keivan Stassun og hans team har arbejdet siden 2012 på at indsnævre feltet fra 470 millioner stjerner, der er synlige for TESS, til de 250, 000 mest sandsynligt er vært for en planet som vores egen.

Arbejdet med at gennemsøge en så enorm mængde data blev udført af Vanderbilt-studerende, kandidatstuderende og postdoktorale videnskabsmænd tilknyttet Vanderbilt Initiative in Data-intensive Astrophysics (VIDA), såvel som studerende, udviklere, og datavisualizere tilknyttet Frist Center for Autisme og Innovation.

"Vores ambition er ikke kun at opdage hundredvis af jordlignende verdener i andre solsystemer, men for at finde dem omkring vores nærmeste nabosolsystemer, " sagde Stassun. "Om et par år, vi kan meget vel vide, at der er andre beboelige planeter derude, med åndbar atmosfære. Selvfølgelig, vi ved endnu ikke om der er noget eller nogen, der trækker vejret. Stadig, dette er en bemærkelsesværdig tid i menneskehedens historie og et stort spring for vores forståelse af vores plads i universet."

Kataloget identificerer 1, 823 stjerner, for hvilke TESS er følsom nok til at få øje på jordlignende planeter, der er lidt større end Jorden, der modtager stråling fra deres stjerne svarende til, hvad Jorden modtager fra vores sol. For 408 stjerner, TESS kan skimte en planet lige så lille som Jorden, med lignende bestråling, i én transit alene.

"Livet kunne eksistere i alle mulige verdener, men den slags vi ved kan understøtte livet er vores egen, så det giver mening først at lede efter jordlignende planeter, " sagde Kaltenegger. "Dette katalog er vigtigt for TESS, fordi alle, der arbejder med dataene, ønsker at vide, omkring hvilke stjerner vi kan finde de nærmeste Jord-analoger."

Kaltenegger leder et program på TESS, der observerer katalogets 1, 823 stjerner i detaljer, leder efter planeter. "Jeg har 408 nye yndlingsstjerner, " siger Kaltenegger. "Det er forbløffende, at jeg ikke behøver at vælge kun én; Jeg kommer nu til at søge i hundredvis af stjerner."

Bekræftelse af, at en exoplanet er blevet observeret, og at finde ud af afstanden mellem den og dens stjerne kræver, at der detekteres to transitter hen over stjernen. Den 1, 823 stjerner, som forskerne har identificeret i kataloget, er dem, hvorfra TESS kunne detektere to planetariske transitter under sin mission. Disse omløbsperioder placerer dem i midten af ​​deres stjernes beboelige zone.

Den beboelige zone er området omkring en stjerne, hvor vand kan være flydende på en stenet planets overflade, betragtes derfor som ideel til at opretholde livet. Som forskerne bemærker, planeter uden for den beboelige zone kunne helt sikkert rumme liv, men det ville være ekstremt vanskeligt at opdage nogen tegn på liv på sådanne frosne planeter uden at flyve dertil.

Kataloget identificerer også en undergruppe af 227 stjerner, som TESS ikke kun kan undersøge efter planeter, der modtager samme bestråling som Jorden, men som TESS også kan undersøge nærmere, dækker den fulde udstrækning af den beboelige zone hele vejen til køligere Mars-lignende baner. Dette vil give astronomer mulighed for at undersøge mangfoldigheden af ​​potentielt beboelige verdener omkring hundredvis af seje stjerner i løbet af TESS-missionens levetid.

Stjernerne valgt til kataloget er lyse, seje dværge, med temperaturer omkring 2, 700 og 6, 000 grader Kelvin. Stjernerne i kataloget er udvalgt på grund af deres lysstyrke; de nærmeste er kun cirka 4 lysår fra Jorden.

"Vi ved ikke, hvor mange planeter TESS vil finde omkring de hundredvis af stjerner i vores katalog, eller om de vil være beboelige, " sagde Kaltenegger, "men oddsene er i vores favør. Nogle undersøgelser viser, at der er mange klippeplaneter i den beboelige zone af kølige stjerner, som dem i vores katalog. Vi er spændte på at se, hvilke verdener vi finder."

I alt 137 stjerner i kataloget er inden for den kontinuerlige visningszone af NASAs James Webb Space Telescope, nu under opførelse. Webb vil være i stand til at observere dem for at karakterisere alle planeter fundet af TESS i dybden og søge efter tegn på liv i deres atmosfærer.

Planeter TESS identificerer kan også være fremragende mål for observationer af jordbaserede ekstremt store teleskoper, der i øjeblikket bygges, forskerne bemærker, da lysstyrken af ​​deres værtsstjerner ville gøre dem lettere at karakterisere.